[發明專利]一種電磁加熱含碳球團連續直接煉鋼方法

有效

• 申請號: 201510465009.4
• 申請日: 2015-07-29
• 公開（公告）號: CN104988267B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發明（設計）人: 楊佳龍;李家新;郭其飛;解成成;梁晨;陳小龍;賈曉穎;張春雷;相冬文;孟慶民;狄瞻霞
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: C21B13/00
• 分類號: C21B13/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所32207
• 代理人: 蔣海軍

技術領域

本發明屬于鋼鐵冶金領域，更具體地說，涉及一種電磁加熱含碳球團連續直接煉鋼方法。

背景技術

傳統鋼鐵生產流程主要有從焦爐煉焦、燒結(或球團)、高爐煉鐵到轉爐煉鋼的長流程和從廢鋼、海綿鐵到電弧爐的短流程。短流程雖然對環境壓力小，但由于受廢鋼資源短缺的影響，我國電爐煉鋼還存在一定的生產難度，長流程煉鋼仍占據主導地位。但隨著不可再生資源尤其是煉焦用焦煤的日益短缺和環保壓力的不斷增大，取消焦爐煉焦—燒結(或球團)—高爐煉鐵等工藝，實現非高爐煉鐵、直接煉鋼成為未來鋼鐵生產發展的方向。

直接還原與熔融還原等非高爐煉鐵工藝的開發和發展有助于節能減排。目前世界上已開發出的直接還原工藝有20多種，分氣基與煤基直接還原，其中氣基的Midrex與HYL工藝應用最成熟，但由于氣基還原中是采用還原性氣體煤氣作為含鐵物料的還原劑，對煤氣的要求較高，必須通過人工制造符合要求的冶金還原煤氣，煤氣消耗量大，成本高，且氣基直接還原中對煤氣能量的利用程度較低，對含鐵物料的還原不均勻，從而限制了氣基直接還原的使用。煤基直接還原有回轉窯法、轉底爐法和隧道窯法，其中轉底爐法的應用最為廣泛。轉底爐法是采用燃燒碳氫化合物產生熱量，并以輻射方式傳遞給含碳球團，由于球團礦只能是一層或兩層，存在熱能利用率和工作效率低的弊端，此外設備故障率較高。目前，能直接生產鐵水且可商業運行的熔融還原工藝只有COREX及韓國浦項制鐵的FINEX工藝，而這兩種工藝均需使用焦炭，因此也不能取消焦爐，且這兩種熔融還原工藝均較復雜，設備故障率偏高，總體運行結果不理想。此外，現有的直接還原與熔融還原工藝均不能用于直接生產鋼水，工藝流程仍較復雜。因此，實現鐵礦石、煤直接煉鋼是目前冶金工作者追求的目標。

通過專利檢索，目前已有相關的直接煉鋼工藝公開。如：中國專利申請號CN200810139695.6公開了一種鐵礦石直接煉鋼工藝，該申請案中是預先在熔池中形成高溫的渣鐵液，當含鐵物料進入熔池后，即被含碳物料還原，然后吹氧煉鋼，放渣出鋼。由于該方法在含鐵物料的還原過程中產生了大量CO氣體，使得爐渣泡沫化，破壞了反應的動力學條件，同時不利于出渣，生產效率低。專利申請號CN200910018446.6公開的一種綜合利用能源的短流程轉底爐連續煉鋼方法同樣會出現泡沫渣問題，嚴重影響了鋼水的生產。

專利申請號CN200910014710.9公開了一步法煉鐵煉鋼新工藝，在煉鐵煉鋼兩用爐內先加入經直接還原的球團、煤和渣料得到鐵水，然后向鐵水中吹氧熔煉得到鋼水，雖然在原理上是可行的，但是這種工藝要求投入的熱球團溫度達到1100℃，否則容易造成爐渣溫度降低，流動性差，增加了生產的難度，而且能量利用率和生產效率都比較低。

綜上所述，現有的直接煉鋼技術均采用鐵礦石或普通球團配加焦炭或煤粉進行鐵水的冶煉，再通過吹煉脫氧、脫碳，以獲得最終的鋼水。雖然僅采用一個冶煉爐便可完成從含鐵物料到鋼水的冶煉過程，但其實質是將轉爐或電爐作為冶煉爐，將含鐵物料作為鐵水或直接還原鐵的替代品，本質上并沒有精簡了傳統的含鐵礦物—鐵水或直接還原鐵—鋼水的生產工序，生產效率并沒有得到真正提高。且現有直接煉鋼技術中由于加入的爐料與出鋼鋼液的溫差較大，以及吹煉的進行，需等到放渣出鋼后方可加入下一批爐料，冶煉周期較長。

發明內容

1.發明要解決的技術問題

本發明的目的在于克服現有直接煉鋼工藝中易發生爐渣泡沫化、生產周期長、生產效率和能源利用率低以及工藝流程復雜的不足，提供了一種電磁加熱含碳球團連續直接煉鋼方法。通過采用本發明的技術方案，可利用含碳球團在直接煉鋼裝置中連續冶煉出鋼水，解決了以上現有直接煉鋼工藝的不足，且冶煉出的鋼水成分完全符合要求。

2.技術方案

為達到上述目的，本發明提供的技術方案為：

本發明的一種電磁加熱含碳球團連續直接煉鋼方法，其步驟為：

步驟一、含碳球團的預熱：

將含碳球團在100-200℃下進行預熱10-15min；

步驟二、鋼浴熔池的形成：

在冶煉第一爐鋼液前向煉鋼爐中加入廢鋼，通過電磁感應加熱方式，在煉鋼爐內預先形成鋼浴熔池；

步驟三、含碳球團的預還原：

將經步驟一預熱后的含碳球團由煉鋼爐頂部的布料口布入爐內，經布料區后進入還原區，通過微波加熱裝置將含碳球團加熱至1100-1400℃，使其發生預還原反應，預還原反應的時間為37-43分鐘；

步驟四、渣鐵熔分反應：